植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

關(guān)于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物材料消毒接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基誘導(dǎo)出愈傷組織直接誘導(dǎo)分化分化出幼苗幼苗接種到生根培養(yǎng)基上完整植株愈傷組織轉(zhuǎn)接到繼代培養(yǎng)基上得到大量的愈傷組織愈傷組織接種到分化培養(yǎng)基上移栽到大田植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡(jiǎn)圖第2頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天強(qiáng)調(diào)幾個(gè)概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時(shí)間以后，通過(guò)細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化，由無(wú)定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無(wú)規(guī)則的組織。第3頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，又稱(chēng)去分化。脫分化的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實(shí)質(zhì)是恢復(fù)細(xì)胞的全能性過(guò)程。結(jié)果是形成愈傷組織。再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過(guò)程中重新分化成根或芽等器官的過(guò)程。第4頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.胡蘿卜的組織培養(yǎng)過(guò)程中進(jìn)行無(wú)菌操作的步驟是（）

①.超凈工作臺(tái)②.自來(lái)水沖洗③.酒精棉球擦手④.無(wú)菌水清洗

⑤.次氯酸溶液沖洗⑥.無(wú)菌濾紙?zhí)幚恝?培養(yǎng)基滅菌⑧.不經(jīng)滅菌的培養(yǎng)基

A.①②③④⑤⑥⑦B.①③④⑤⑥⑦

C.①②④⑤⑥⑧D.①②④⑤⑦B

小試牛刀第5頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.用高度分化的植物細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成B.該愈傷組織的細(xì)胞沒(méi)有全能性C.該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成D.該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)B第6頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.美國(guó)科學(xué)家將分離得到的成熟的胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成了完整的新植株。過(guò)程圖解如下，回答與之有關(guān)的問(wèn)題：

（1）科學(xué)家所用的這種生物技術(shù)叫做

。依

據(jù)的理論基礎(chǔ)是

。因?yàn)開(kāi)__________。

（2）通過(guò)B過(guò)程產(chǎn)生的愈傷組織的細(xì)胞與根的韌皮部細(xì)胞在染色體的數(shù)目上是否相同？

；染色體上所含的遺傳物質(zhì)是否相同？

；

第7頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同

屬植物。番茄的果實(shí)和馬鈴薯的塊莖是我們經(jīng)常食用的蔬菜。馬鈴薯塊莖生長(zhǎng)在土壤中。

人們?cè)?jīng)有這樣一個(gè)幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長(zhǎng)土豆。

這個(gè)夢(mèng)想可能實(shí)現(xiàn)嗎？一個(gè)夢(mèng)想?第8頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天用什么方法可以獲得番茄—馬鈴薯的雜種植株？植物體細(xì)胞雜交技術(shù)第9頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天1．你認(rèn)為兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？2．有沒(méi)有一種溫和的去除細(xì)胞壁方法呢？3．如果兩個(gè)來(lái)源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？4．如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？閱讀P36-37請(qǐng)思考：第10頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天探究過(guò)程植物體細(xì)胞雜交遇到的第一個(gè)困難是什么？如何解決？馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞馬鈴薯原生質(zhì)體

番茄原生質(zhì)體第一步：制備原生質(zhì)體酶解法兩個(gè)不同物種的植物細(xì)胞原生質(zhì)體能否融合？第11頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天材料1：經(jīng)漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程，有性雜交中精子與卵細(xì)胞能夠自然發(fā)生融合形成受精卵，而體細(xì)胞的原生質(zhì)體不能自然發(fā)生融合，因而需要人工誘導(dǎo)迫使二者融合。材料2：聚乙二醇（PEG)分子能改變各類(lèi)細(xì)胞的生物膜結(jié)構(gòu)，使兩細(xì)胞接觸點(diǎn)處質(zhì)膜的脂類(lèi)分子發(fā)生疏散和重組，從而使細(xì)胞發(fā)生融合，形成雜種細(xì)胞。

知識(shí)鏈接第12頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天電激法使生質(zhì)體融合人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合方法

物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）第13頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天正在融合的原生質(zhì)體探究過(guò)程馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞馬鈴薯原生質(zhì)體

番茄原生質(zhì)體第一步：制備原生質(zhì)體第二步：原生質(zhì)體融合酶解法誘導(dǎo)融合兩兩融合的細(xì)胞都是我們需要的目的細(xì)胞嗎？如果不是至少還有哪些？需要篩選第14頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

如何篩選雜種細(xì)胞？1.根據(jù)物理特性選擇

根據(jù)熒光標(biāo)記選擇將2種原生質(zhì)體群體分別用不同的熒光染料標(biāo)記，然后通過(guò)熒光顯微鏡鑒別異核體。

2.根據(jù)生長(zhǎng)和再生能力的差別選擇

在曼陀羅和煙草種間體細(xì)胞雜交以及在小麥和某些其他禾谷類(lèi)植物屬間體細(xì)胞雜交中，發(fā)現(xiàn)雜種愈傷組織表現(xiàn)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象，因此融合處理后只要挑選生長(zhǎng)快、長(zhǎng)的最大的愈傷組織，就會(huì)從中分化出體細(xì)胞雜種。

第15頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天正在融合的原生質(zhì)體探究過(guò)程馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞馬鈴薯原生質(zhì)體

番茄原生質(zhì)體雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁第一步：制備原生質(zhì)體第二步：原生質(zhì)體融合酶解法誘導(dǎo)融合再生出細(xì)胞壁第16頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

在培養(yǎng)雜種苗的過(guò)程中，一般在24-28小時(shí)后，大部分原生質(zhì)體已經(jīng)再生出細(xì)胞壁。

怎樣鑒別細(xì)胞壁是否再生？

知識(shí)鏈接

深入思考第17頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天雜種細(xì)胞愈傷組織再生出小植株雜種植株第三步：培育雜種植株脫分化再分化如何由雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株？第18頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

利用植物體細(xì)胞雜交的方法培育作物新品種過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律？為什么？

知識(shí)遷移解析：

不遵循孟德?tīng)柖伞Ｃ系聽(tīng)柖芍贿m用于有性生殖，即只有生殖細(xì)胞減數(shù)分裂后精卵結(jié)合才遵循孟德?tīng)栠z傳定律。細(xì)胞雜交又稱(chēng)細(xì)胞融合，是將來(lái)源不同的兩種細(xì)胞融合成一個(gè)新細(xì)胞，新細(xì)胞的遺傳物質(zhì)最開(kāi)始為兩融合細(xì)胞之和。第19頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天完美方案第一步：制備原生質(zhì)體第二步：原生質(zhì)體融合第三步：培育雜種植株細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞的全能性第20頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天

植物體細(xì)胞雜交就是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。2、意義：

克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙;打破了不同種生物間的生殖隔離限制;擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。1、定義植物體細(xì)胞雜交3、實(shí)質(zhì)：不同植物原生質(zhì)體融合的過(guò)程。第21頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天傳統(tǒng)方法（雜交）細(xì)胞雜交依據(jù)過(guò)程優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用范圍基因自由組合細(xì)胞全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性自然發(fā)生人工誘導(dǎo)組織培養(yǎng)存在生殖隔離雜種第一代產(chǎn)量高，抗病能力強(qiáng)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙很多理論和技術(shù)問(wèn)題未解決種內(nèi)種內(nèi)和種間第22頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天1978年，梅爾徹斯（Melchers）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細(xì)胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱(chēng)為“馬鈴薯番茄”。像大多數(shù)雜種一樣，雜交株同時(shí)具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類(lèi)似塊莖的生殖根”，但是沒(méi)有產(chǎn)生可結(jié)實(shí)的花、果實(shí)以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯—番茄”一類(lèi)的體細(xì)胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。修成正果？雜種植株×雜種植株為什么不能地上結(jié)番茄地下結(jié)馬鈴薯？？生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，兩份遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，所以不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)。第23頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天植物體細(xì)胞雜交的成果成果：煙草－海島煙草；胡蘿卜－羊角芹；

白菜甘藍(lán)白菜－甘藍(lán)第24頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天學(xué)以致用

自然界中有一種含有葉綠體的原生動(dòng)物──眼蟲(chóng)，說(shuō)明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活，請(qǐng)?zhí)接懀簞?dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。第25頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天異想天開(kāi)要是把我老牛的細(xì)胞與植物細(xì)胞雜交，得到綠色的小奶牛，那豈不是只要曬曬太陽(yáng)就可以擠出牛奶啦！第26頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天第27頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.設(shè)計(jì)植物體細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果期望獲得性狀優(yōu)良的作物新品種，不需要考慮的是（）

A.親本細(xì)胞的生殖隔離問(wèn)題

B.選擇具有優(yōu)良性狀的親本

C.親本細(xì)胞的融合技術(shù)

D.雜種細(xì)胞愈傷組織的誘導(dǎo)和再分化A

課堂練習(xí)第28頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、植物體細(xì)胞雜交要先去除細(xì)胞壁的原因是

（）A.植物體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細(xì)胞壁

B.細(xì)胞壁使原生質(zhì)體失去活力C.細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合

D.細(xì)胞壁不是原生質(zhì)體的組成部分C第29頁(yè),共32頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問(wèn)題有()

A去掉細(xì)胞壁,分離出有活力的原生質(zhì)體B將雜種細(xì)胞培育成植株C讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀D尚未培育出屬間雜種植物C